世界著名圖形學教材，完整版，帶完整電子目錄。《計算機圖形學(版)第3版》是一本國外很有影響的教材，為許多國外著名大學所采用。《計算機圖形學(版)第3版》通過最能代表技術發展狀況的示例綜合介紹了計算機圖形學方面的原則和技巧，《計算機圖形學(版)第3版》對每個概念都進行了詳細介紹，闡述了其背后的數學原理，并給出了用實現的代碼以及實現結果展示。新版本還為讀者提供了計算機圖形學領域的最前沿信息。《計算機圖形學(版)第3版》是計算機圖形學課程的很好教材，也是計算機圖形學專業人員的很好參考書。編輯推薦《計算機圖形學(版)第3版》配套的網站提供了書中使用到的代碼、彩色插圖、完整程序以及與《計算機圖形學(版)第3版》密切相關的參考素材。推薦理由：以C++語言作為程序設計語言。深入介紹3D圖形學及其數學知識，使學生可以創建真實的3D圖形。每章后面都給出了實際的案例研究。清晰地介紹了計算機圖形學的原理和技術。大量真實而逼真的示例。大量實踐練習（每章大概有30多道）。目錄第1章 計算機圖形學概述1.1 什么是計算機圖形學1.2 計算機生成的圖片用在哪里1.2.1 藝術、娛樂和出版行業1.2.2 計算機圖形學、感知和圖像處理1.2.3 過程監視1.2.4 仿真顯示1.2.5 計算機輔助設計1.2.6 科學分析與體可視化1.3 計算機圖形學中制作圖像的基本元素1.3.1 折線1.3.2 文本1.3.3 填充區域1.3.4 光柵圖像1.3.5 光柵圖像的灰度和色彩表達1.4 圖形顯示設備1.4.1 線畫顯示1.4.2 光柵顯示器1.4.3 視頻卡/3D加速器1.4.4 其他的光柵顯示設備1.4.5 硬拷貝光柵設備1.5 圖形輸入的基本單元和設備1.5.1 邏輯上的輸入圖形基元類型1.5.2 物理輸入設備的類型本章小結本章習題進一步閱讀第2章 繪圖入門2.1 生成圖像初步2.1.1 設備無關的編程和.1.2 窗口的編程2.1.3 如何打開一個窗口畫圖2.2 的基本圖形元素2.2.1 幾個點叢繪制的例子2.3 中的直線繪制2.3.1 繪制折線和多邊形2.3.2 使用（）和（）繪制線段2.3.3 繪制邊校正的矩形2.3.4 邊校正矩形的長寬比2.3.5 填充多邊形2.3.6 中的其他圖形元素2.4 與鼠標和鍵盤的交互2.4.1 用鼠標交互2.4.2 鍵盤交互2.5 程序中的菜單設計與使用本章小結案例分析進一步閱讀第3章 更多的繪圖工具3.1 概述3.2 世界窗口和視口3.2.1 窗口到視口的映射3.3 裁減線3.3.1 如何裁減一條線3.3.2 Cohen-裁減算法3.4 正多邊形、圓和圓弧3.4.1 正多邊形3.4.2 正n邊形的變種3.4.3 繪制圓弧和圓3.4.4 曲線的逐次細化3.5 曲線的參數形式3.5.1 曲線的參數形式3.5.2 繪制參數曲線3.5.3 極坐標形狀本章小結案例分析進一步閱讀第4章 圖形學中的向量工具4.1 概述4.2 向量回顧4.2.1 向量基本運算法則4.2.2 向量線性組合4.2.3 向量的度量和單位向量4.3 點積4.3.1 點積的性質4.3.2 兩個向量的夾角4.3.3 b·c的符號和正交性4.3.4 二維正交向量4.3.5 正交投影和點到直線的距離4.3.6 投影的應用：反射4.4 兩個向量的叉積4.4.1 叉積的幾何解釋4.4.2 求平面的法向量4.4.3 判斷平面多邊形的凸性4.5 重要幾何對象的表示4.5.1 坐標系統和坐標框架4.5.2 點的仿射組合4.5.3 兩個點的線性插值4.5.4 使用內插的藝術和動畫4.5.5 預覽：用二次、三次內插生成貝塞爾曲線4.5.6 表示直線和平面4.6 求兩個線段的交點4.6.1 直線求交的應用：過三點的圓4.7 直線和平面求交及裁剪4.8 多邊形求交問題4.8.1 處理凸多邊形和凸多面體4.8.2 射線與凸多邊形的交點以及裁剪問題4.8.3 Cyrus-Beck裁剪算法4.8.4 更高級的裁剪問題本章小結案例分析進一步閱讀第5章 物體變換5.1 概述5.2 幾何變換初步52.1 點和物體變換5.2.2 仿射變換5.2.3 二維基本仿射變換的幾何效果5.2.4 仿射變換的逆變換5.2.5 組合一個仿射變換5.2.6 二維組合變換的實例5.2.7 仿射變換的一些有用的性質5.3 三維仿射變換5.3.1 基本三維變換5.3.2 組合一個三維仿射變換5.3.3 旋轉的組合5.3 4總結三維仿射變換的性質5.4 如何實現坐標系變換5.5 在程序中使用仿射變換5.5.1 為后面的使用保存CT5.6 使用繪制電維場景5.6.1 觀察過程和圖形繪制管道概述5.6.2 中的建模和視點工具5.6.3 用繪制基本形狀5.6.4 使用sDI。
從文件中讀取一個場景的描述本章小結案例分析進一步閱讀第6章 使用多邊形網格建模6.1 概述6.2 多邊形網格實體建模初步6.2.1 定義多邊形網格6.2.3 文件格式舉例6.2.3 計算法向量6.2.4 網格的性質62.5 非實體對象的網格模型6.2.6 在程序中使用網格6.3 多面體6.3.1 棱柱6.3.2 柏拉圖實體6.3.3 其他有趣的多面體6.4 拉伸形體第7章 三維觀察第8章 幾何體的真實感渲染第9章 光柵顯示工具第10章 曲線和曲面設計第11章 顏色理論第12章 光線跟蹤基礎附錄1 圖形工具：怎樣獲取和安裝附錄2 計算機圖形學的數學基礎附錄3 有用的類、例種以及SDL附錄4 分形和曼德布洛特集合附錄5 相對性和海龜繪圖書摘第1章 計算機圖形學概述本章學習目標縱覽計算機圖形學領域描述重要的圖形輸入和輸出設備預覽1.1節 介紹計算機圖形學的相關領域。1.2節給出了一些當今計算機圖形學應用的例子。1.3節介紹用計算機生成圖像的基本方法。在1.3.4節中特別介紹了光柵圖像的概念,它的應用貫穿本書始終。1.4節描述了一些現在常用的圖形顯示設備,1.5節簡要介紹用于交互式圖形應用的各種輸入設備。
本書原著在國外是很有影響力的教材，被許多國外著名的大學所采用。譯者在盡量保持原書精髓的基礎上，對原書做了一些表述上的調整，以符合中文習慣，原書中的一些筆誤，也給予了糾正。本書譯者中，胡事民、劉永進、張松海來自清華大學計算機科學與技術系，劉利剛來自浙江大學數學系，均在第一線從事計算機圖形學的教學和科研工作。在本書的翻譯中，胡事民教授負責第1、2、8章，劉利剛副教授負責10、11、12章，劉永進副教授負責5、6、7章，張松海博士負責3、4、9章。經過一年多的努力，本書終于完成翻譯，并付印。在翻譯過程中，得到了許多同事和學生的幫助，研究生徐昆、高岳、李勇、張硯、雷勵星、陳韜、張一飛、藏域、程明明、來煜坤、勒力、楊永亮、張國鑫、王王禹屏、邊哲、佟強、白石、沈超慧、盧少平、陳中貴、陳仁杰、陳軍、胡建偉、孟敏、張冬梅等參與翻譯了部分初稿，在此一并表示感謝。由于譯者水平有限，本書翻譯過程中難有疏漏和不妥之處，敬請讀者批評和指正。前 言對于有志于學習計算機圖形學基本原理和技術，并且渴望自己能夠編寫優質圖形學程序的讀者，本書為他們提供了入門的詳細介紹。計算機圖形學具有強大的生命力并正在持續發展。動畫電影已經展示給人們圖形學知識所能做到的令人激動的視覺效果。
電腦游戲和因特網中的圖形效果同樣激勵人們去學習如何自己動手做出這樣的效果。圖形軟硬件系統正在以驚人的速度朝著更好、更快和更廉價的方向發展。每年從研究和業界中提出的大量新技術不斷地涌現。然而，圖形學最基本的原理和方法，卻保持著穩定和連貫，并且這些知識中的大部分可以通過一個圖形學課程學習得到。本書將圖形學的一些基本思想和方法組織起來，通過閱讀使讀者從只會編寫簡單程序的水平，提高到能夠自行設計并編寫出優良圖形學程序的水平。適用的讀者范圍該書被設定為本科高年級或研究生一年級的一個或兩個學期的課程教材。該書也可用于自學。該書的主要對象是專業為計算機科學或計算機工程的學生，當然也適用于其他專業如物理和數學的學生。對數學基礎的要求讀者應該具備相當于大學一年級的數學水平；并具備初等代數、幾何、三角函數和初等微積分的基本知識。向量和矩陣的有關知識將有助于本書的閱讀，但不是必須的。本書在相關章節中介紹了向量和矩陣的基本知識，同時，附錄中總結了向量和矩陣的關鍵概念。計算機圖形學中使用了大量的數學符號來表達線、面和視點之間的基本幾何關系。雖然每個數學符號都很容易理解，但所需的符號數量卻令人生畏。書中特別強調了使用每種符號或技術的原因，以及如何利用這些數學符號合理地描述圖形程序中感興趣的對象。
對編程水平的要求一般情況下，讀者應具有至少一個學期使用C、C++或Java編寫程序的經驗。相當多有關圖形的編程涉及到將幾何關系直接轉換為代碼，包括使用變量、函數、數組、循環和條件測試等，而這些東西在不同編程語言中都是類似的。本書使用的編程語言是C++，但是，有C語言背景的讀者可以輕易地讀懂大部分材料。讀者如果熟練掌握C中的結構或C++中的類，將非常有助于本書的閱讀。如用于描述復雜場景的圖形對象結構，這些場景（如一個城堡或一架飛機）可能由許多部分組成，而這些部分本身又由復雜的更小部分組成。如果能熟練使用鏈表或樹結構也會有一些幫助，但不是必須的。對于只懂得C但不懂得C++的讀者來說，需要掌握面向對象的編程理念。本書中定義了許多有用的類（如網格、場景、相機和紋理等類），并且說明了這些類為什么方便易用。在某些場合下，為了使程序更加清晰易讀，我們使用了面向對象編程中的一些技術，如繼承和多態，不過，我們并不過分強調面向對象的方法。計算機圖形學 (版）（第3版）前言教學理念第3版與前兩版相比，幾乎被完全重新組織和改寫，但是基本的教學理念沒有改變： 我們堅信計算機圖形學是在實際使用中學習到的，一定要動手編寫程序并進行測試，才能真正地掌握計算機圖形學。
本書的一個主要目標就是讓讀者懂得如何將一個特定的設計任務轉換成相應的幾何結構，并找到一個合適的數學表達交互式計算機圖形學 第六版 pdf，最后將這個表達轉換為算法和程序代碼。本書將以循序漸進的方式讓讀者首先學習到如何編寫簡單的程序來繪制簡單的圖像，然后一步一步深入地掌握如何生成更加復雜的特殊效果的技巧。練習和問題本書包含超過350道來源于實際問題的練習題。其中大部分都是讓讀者停下來進行思考但并不需要編程的那種類型，這可以讓讀者自己測試一下知識掌握的程度。其余小部分則需要編程實現。此外，在所有章節的末尾，列出了總共超過50個的實例分析。它們都是一些編程的項目，難易程度由簡到繁，適合于作為課后作業。這些案例分析對相應章節內的內容進行了擴展。無論是否全部完成這些實例分析任務，它們都應該作為相應章節的一個有機組成部分。每一個實例分析任務都注明了相應的難易程度，用以判斷完成該任務所需的大致時間。學生編程能力各異，編程過程不可預測，但可大致總結如下。難易程度Ⅰ. 簡單的練習，應該可以一晚完成。Ⅱ. 較難任務，應該可以一周內完成，讀者需要一定的時間來設計程序，并且有足夠的時間反復測試和調試程序。Ⅲ. 復雜任務，一般需要3周時間來完成設計和實現。
完成它可以被視為一項重大進步。的使用剛開始學習計算機圖形學時，一個很大的障礙就是如何繪制一幅圖像。寫一個程序通常很簡單，但最終要通過某些工具在屏幕上繪制出來。現在，這些工具已經存在并且很容易獲取。1992年， 公司推出了。現在它已經成為最廣泛使用的圖形應用編程接口(API)之一。通過提供可以在程序中調用的方法接口來繪制圖像，并且它可以在因特網上免費下載。正如附錄1中所述，在大專院校和工業界中使用的各種計算機系統上，都可以使用。它易于安裝和使用，目前作為標準的圖形API已經成熟。它的制定和修改由評審委員會(一個負責引導發展的工業協會)負責。非常適用于計算機圖形的一個特殊原因是因為它的設備獨立性或可移植性。不同院校的機房使用不同種類的計算機，學生可以利用在任何一臺計算機上開發并運行程序。此外，該程序也可以在不同操作系統下、不同類型的另一臺計算機上運行，兩臺計算機上生成的圖像也一定相同。提供了豐富且易用的二維圖形和圖像操作的API函數，然而最強大之處在于處理三維圖形。
使用，讀者可以在一個學期之內學習并掌握制作精美動畫效果的技巧。的發展歷史的第一個版本1.0在1992年發布。從那時起， 一直都是一個成功的跨平臺的圖形API。第一個版本可以很好地兼容一個叫做的專有API，這種API是由 公司設計開發的。兼容的目的是為了建立一個工業標準。為此， 公司聯合其他幾家圖形硬件公司，共同制定了一個開放標準，命名為。不足為奇，在隨后的10年，人們努力使得變得更好和更加強大。在這段時間，圖形硬件也發展迅猛，產生了越來越強大的圖形加速卡，這使得程序開發者迫切需要一個能夠達到最佳效果的API。因此，提供了一系列的擴展函數，允許開發者在圖形硬件新特征出現后就可以馬上充分利用它們。每當有一種強大的軟件系統面世，標準的問題也隨即產生。對于，為使它朝著可控、有序的方向發展， 成立了一個監督組織，該組織被稱作 架構評審委員會( Board, ARB). ARB的主要任務是指導規范的制定和一致性測試。
規范詳盡地描述了每個方法和標識符的使用方法。目前，ARB的成員有、蘋果公司、IBM、英特爾、、ATI、SGI和Sun 等。規范中定義的方法由各個圖形硬件廠商在圖形驅動程序中實現。這個過程需要大量的資金和時間，所以，通常在規范發布后過一段時間，支持該規范的驅動程序才會發布。最新的版本 2.0在2004年9月發布，它包含了強大的著色語言( )，將在第8章對此進行詳細介紹。它的前一版本是 1.5，該版本發布于2003年。計算機圖形學是一個發展迅速的領域，這使得開發人員往往很急切地等待官方版本的發布。所以，必須存在一種機制，使得小規模增加的最新功能可以馬上在最新的圖形硬件上開發和測試。為此，ARB提供了一個明確定義的擴展機制。在擴展注冊表()中可以看到擴展的列表，其中定義了命名習慣，新擴展的指導方針和其他相關的擴展討論。訪問擴展是一個平臺相關的任務，而可用的擴展取決于計算機上安裝的圖形硬件。一些庫如GLEW和GLEE可以用來簡化在應用程序中使用擴展。
擴展機制使得以一個合理的成本運行。小規模的改動就可以擁有最新硬件的強大功能。這些擴展一旦被批準并在擴展注冊表中注冊登記之后，即可以迅速發揮作用。當某個擴展已經成熟到可以加入的核心功能中時，ARB就會討論決定是否將其加入，然后發布新版本的。這些內容將在第8章中進行討論。C++編程語言的使用C++是大多數工程和計算機科學專業的首選編程語言。相比于C, C++有幾個明顯的優點交互式計算機圖形學 第六版 pdf，如引用傳遞函數參數，這使得顯式指針不再需要，代碼閱讀更加易懂。通過使用流，文件的輸入輸出(I/O)也被極大地簡化。一般來說，C++中的所有I/O的語法都比C中更為清晰。為了使得本書中的描述更為簡單，我們沒有特別強調C++中運算符的使用。此外，C++中的類很容易開發應用，如二維或三維中的點、線、窗口或顏色，這使代碼更加簡單而且更加魯棒。使用類之后，具體的操作如幾何對象細節隱藏、編寫繪制函數包裝繪制、測試某個對象是否相交等都更加清晰易讀。注重三維計算機圖形學由于PC上的游戲越來越流行，電影中令人眼花繚亂的動畫越來越多，學生都對開發三維交互式的圖形應用程序特別有興趣。為了能讓讀者更快地進入三維圖形學的主題，本書重新組織了第一版和第二版中的若干章節。
在很多地方，二維和三維的概念結合在一起論述，這可以幫助理解兩者之間的相似和區別。使用場景設計語言來描述三維場景如果用原始的命令來描述一個包含很多三維物體的場景，將會非常不雅觀而且費時。例如，如果使用的命令逐一定義6個面來描述一個立方體將顯得非常乏味。所以，在第5章中會介紹一個簡單的場景描述語言SDL(在附錄中有更加詳盡定義)。使用這個描述語言，學生可以使用熟悉的詞匯來描述場景，如“立方體”、“球”和“旋轉”等，并建立包含這些詞匯的文件。這些文件可以在運行時讀入到程序中。本書的附錄（或本書的網站）中給出了一個能夠閱讀SDL文件并建立文件中所描述物體的解釋程序。這樣，用來繪制場景文件中的物體列表就變得非常簡單。本書的結構和課程安排本書包含多于一個學期的教學內容，甚至多于兩個學期的內容（對前兩版也是這種情況）。本書經過細致的編排，使得授課老師可以根據課程的長度和課程的背景選擇不同的章節組合來授課。下面在介紹完各章的主要內容之后，將介紹幾個建議的章節組合教學方案。
